Тұқым қуалаушылықтың молекулалық негіздері
жүктеу/скачать 35,62 Kb.
|
Лекция по мол биологии
| Транскрипция генетикалық ақпараттың жалпы тасымалдануының бірінші кезеңі болып табылады және ДНҚ-ғы бағдарлама бойынша РНҚ-ның түзілу процесі болып есептелінеді. Транскрипция өнімдері (транскриптер) ретінде клеткадағы белок биосинтезіне қатысатын РНҚ-ның барлық түрлерін қарастыруға болады – матрицалық (ақпараттық) РНҚ (мРНҚ), рибосомалық РНҚ (рРНҚ), транспорттық РНҚ (тРНҚ). РНҚ молекулаларының түзілуі ядрода жүреді және ДНҚ репликациясына өте ұқсас болып келеді. Айырмашылығы РНҚ тізбегін көшіріп алу үшін матрица ретінде ДНҚ-ның тек бір ғана тізбегі қолданылады.
Транскрипция үш негізгі кезеңге бөлінеді – инициация (РНҚ түзілуінің бастамасы), элонгация (полинуклеотидті тізбектің ұзаруы) және терминация (РНҚ түзілуінің аяқталуы). РНҚ түзілуі үшін қажетті төрт түрлі рибонуклеозид - 5 - үшфосфат нуклеотидтері болып табылады: АТP, GТP, UТP және CТP. РНҚ – полимераза келесі рибонуклеозид - 5 - үшфосфаттың - фосфаты тізбегінің соңында болатын нуклеотидтің 3-ОН-тобының қосылу реакциясын катализдейді. Бұл реакцияның бірнеше рет қайталануы РНҚ тізбегінің біртіндеп ұзаруына алып келеді. Транскрипция кезінде РНҚ-ның түзілуі ұзарып бара жатқан тізбектің 53 бағытына қарай жүреді. Қос тізбекті ДНҚ барлық клеткалық РНҚ-ның түзілуі үшін матрица болып есептеледі. Нуклеотидтердің келіп қосылу реті негіздердің комплементарлы жұптасуымен анықталады. Реакция РНҚ-полимеразалармен катализденеді. Геномдық ДНҚ-ның екі тізбегінің кез-келгені транскрипциялануы мүмкін, бірақ жеке геннің транскрипциясы кезінде екеуінің біреуі ғана матрица қызметін атқарады. Кейбір жағдайда барлық мРНҚ бір ғана тізбекте транскрипцияланады (мысалы, Х174 бактериофагта). Прокариоттарда жалғыз ғана ДНҚ – тәуелді РНҚ-полимераза РНҚ-ның барлық түрлерін түзеді: мРНҚ, рРНҚ және тРНҚ. Прокариоттардан айырмашылығы эукариоттарда үш түрлі РНҚ-полимераза болады, олардың әрқайсысы әртүрлі клеткалық РНҚ-ны кодтайтын гендердің транскрипциясына жауапты. РНҚ-полимераза ядрошықта болады және рРНҚ молекулаларының көпшілігін түзуге қатысады (18S, 28S және 5,8S рРНҚ), РНҚ-полимераза мРНҚ-ның және кейбір яРНҚ-ның (ядролық РНҚ) түзілуін қамтамасыз етеді, ал РНҚ-полимераза тРНҚ, 5S рРНҚ және яРНҚ Бактериялық РНҚ-полимеразалар күрделі белоктар болып табылады, олар әртүрлі суббірліктерден тұрады. Ең көп зерттелген фермент E.сoli-дің РНҚ-полимераза холоферменті бес түрлі полипептидті суббірліктерден тұрады: екі - тізбек, бір - және бір - тізбектер, - және - тізбектер (2 ). - суббірлігінен айырылған фермент кор-фермент деп аталады. Сигма фактор () промоторды – барлық транскрипциялардың бас жағында орналасқан ДНҚ-ның ерекше бөлімін танып алу үшін қажет. Кор-фермент сигма – суббірлігімен байланысып холофермент түзеді, ал ол промотормен тығыз байланысады. Транскрипция басталғаннан кейін - суббірлік бөлініп қалады да, ал кор-фермент тізбектің элонгациясын катализдейді. Транскрипция фермент терминациясының сайтына жеткенше үздіксіз жалғаса береді. Промоторлы сайттардың құрылымына талдау жүргізу промотордың қызметінде шешуші роль атқаратын екі консервативті бөлімнің табылуына мүмкіндік берді. Прокариоттар гендерінің көптеген промоторларының құрамында универсалды 5-ТАТААТ-3 тізбегі болады, ол бастау нүктесінің алдында шамамен 10 нуклеотидтен тұратындай қашықтықта (-10) орналасады және РНҚ-полимеразамен танылып ажыратылады. Оларды тұңғыш рет 1975 жылы Д.Прибнов Т7 бактериофагының екі генінің промоторларынан тапқан болатын. Сондықтан бұл тізбектер оларды ашқан адамның құрметіне Прибнов тізбектері (Прибнов - бокс) немесе ТАТА – тізбектері деп аталады. Ұзындығы әдетте тоғызға жуық нуклеотидтерге тең келетін екінші тізбек инициациясына дейін ~35 негіздердей арақашықтықта орналасады (-35 тізбек) және де прокариот промоторларының көпшілігінде кездеседі. –35 пен –10 бөлімшілерінің аралығындағы сегменттің нуклеотидтік тізбегі қауіпті болып есептелмейді, мәселен тек сол бөлімшелердің арақашықтығында –35 тізбегі РНҚ-полимераза ферментін байланыстыруға қатысады, ал ол Прибнов – бокске қарай ферменттің жылжуына ықпал етеді. Алғашқыда құрамында σ – фактор бар инициацияның РНҚ-полимеразалық комплексі ұзындығы 75-80 нуклеотидтерден тұратын (-55-тен +20 дейінгі нуклеотидтер жұбы аймағында) ДНҚ бөлімшесімен байланысады. РНҚ-полимераза ашық промоторлы комплекс түзе отырып спиральдің локальды түрде тарқатылуына мүмкіндік береді, бұл процесс Прибнов – бокстен басталып РНҚ түзілуінің инициациясы үшін жағдай туғызады. Осымен бір мезгілде –10 жағдайындағы нуклеотидтер маңайындағы ДНҚ қосшиыршығының екі иірімі (ұзындығы 17 нуклеотидтер жұбы) толығымен тарқатылады. – фактор диссоциацияланған кезде өзіндік РНҚ-полимераза –30 жағдайына қысқарады да элонгация комплексіне айналады. Элонгацияның бұл комплексі –35-тен –55 нуклеотидтер жұбына дейінгі шамадағы ДНҚ-мен байланысады, ал фермент бірнеше жұп нуклеотидтерге жылжығаннан кейін ол бұрынғыдан да жинақы бола түседі және ұзындығы 30-40 нуклеотидтер жұбынан тұратын ДНҚ бөлімшесімен байланысады. Жекелеген гендер транскрипциясы тиімділігіндегі айырмашылық промотор құрылымына және олардың РНҚ-полимеразамен байланысына тәуелді болып келеді. Прокариотты гендер транскрипциясының терминациясы транскрипциялық терминаторлар деп аталатын элементтер арқылы жүреді. Терминация сигналдарының екі түрі табылған – ρ-тәуелді және ρ-тәуелсіз терминаторлар. Олардың екеуінің де ортақ белгілері бар. Екеуінде де инвертирленген қайталамалар кездеседі, соған байланысты РНҚ-транскриптердің 3′ - ұштары әртүрлі мөлшердегі бізшелер құра отырып қатталады. ρ-тәуелсіз терминаторлар терминацияның бастапқы нүктесінен 16-20 жұп нуклеотидтерден әріде орналасқан тізбектерден тұрады және өз кезегінде инвертирленген қайталамалар болып табылады. Бұл тізбек 4–8 А(Т) нуклеотидтерден тұратын жіпшемен тұйықталады, ал онда U – тізбегі түзіледі. ρ- тәуелсіз терминаторлар бізшелерінің сабақтары әдетте GC-нуклеотидтерге бай бөлімшелерден тұрады; оның біреуі сабақтың табанына жақын жерде болады, оған келіп төрт-алты уридильді және бір-екі аденильді қалдықтардан тұратын бөлімше қосылады. ρ- тәуелсіз терминаторларда А(Т) – жіпшелер болмайды және көпшілік жағдайда бізшелі құрылымдарды қалыптастырмайды. GC – бөлімшелердегі мутациялар терминацияны толығымен жояды. жүктеу/скачать 35,62 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|